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A WEB OF GRAPHENE PROVIDES 100 TIMES BETTER MEASUREMENTS OF MAGNETIC FIELDS

Categoria // Graphene, Basic Research and Funding

A new device will allow to measure magnetic fields with a one-molecule precision for possible applications in high-density memory and molecular sensor production. The study was published in the review Nano Letters

Molecola magnetica sulla
Molecola magnetica sulla "ragnatela" di grafene

Researchers at the Nanosciences Institute of the National Research Council (Nano-NRC), in cooperation with peers at the Cnrs in Grenoble and at the Karlsruhe Institute of Technology, found that graphene is like a web capable to capture individual magnetic molecules and measure the field they generate with unprecedented accuracy – even 100 times higher than the sensitivity record.

In order to design the measurement device, the experts deposited magnetic molecules on a layer of graphene: the innovative material turned out capable to intercept the magnetic flow of an individual molecule and produce an electric signal as the polarity thereof is reversed.

This result comes after 3 years of research, says Marco Affronte of the S3 Centre of the Nanosciences Institute of the NRC in Modena and co-author, with Andrea Candini, of the study published in the international review Nano Letters: “At first the most suitable molecules for grafting into the hexagonal structure of graphene were designed, then the sheet of graphene was processed to obtain a device with a 10nm side. Lastly magnetic measurements were performed at temperatures close to absolute zero to detect only the signals of graphene and of the molecules and minimize noise.”

What are the applications of this new finding? For the researchers this result is an important step forward in the field of spintronics – i.e. electronics enhanced by the magnetic component, the spin – and could be at the basis of the production of high-density memory modules.

Magnetic molecules are, in fact, sorts of nano-magnets sized a few billionths of metre, says Candini, and work as the smallest units in which an information bit can be recorded. The combination of graphene and magnetic molecules, then, gives life to a data recording device that behaves like a magnetic valve, similar to those used in the heads of common hard disks, however with very small dimensions and capable to read magnetic units on a molecular scale.

But there is more to that. According to Affronte, applications can be considered also in the field of biological molecule sensors marked with a magnetic molecule to improve the performance of the so-called “labs-on-a-chip” (devices integrating one or more lab functions in a single chip whose size ranges from 1mm to a few square centimetres).

The Editorial Staff
Published on Monday, January 14, 2013

La Redazione

Pubblicato:

Lunedì, 14 Gennaio 2013

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